2.3. Расчет передаточных функций по постоянному току (dc Analysis)

В режиме DC рассчитываются передаточные характеристики по постоянному току. Ко входам цепи подключаются один или два независимых источника постоянного напряжения или тока. В качестве выходного сигнала может рассматриваться разность узловых потенциалов или ток через ветвь, в которую включен резистор. При расчете режима DC программа закорачивает индуктивности, исключает конденсаторы и затем рассчитывает режим по постоянному току при нескольких значениях входных сигналов. Например, при подключении одного источника постоянного напряжения рассчитывается передаточная функция усилителя, а при подключении двух источников — семейство статических выходных характеристик транзистора.

После перехода в режимDC программа МС7 проверяет правильность схемы. При отсутствии ошибок в схеме программа составляет ее топологическое описание, выполняет подготовку к численному расчету нелинейных уравнений итерационным методом Ньютона-Рафсона и открывает окно задания параметров моделирования DC Analysis Limits.

Команды:

Run— начало моделирования. Моделирование может быть остановлено в любой момент нажатием на клавишу Esc.

Add — добавление еще одной строки спецификации вывода результатов после строки, отмеченной курсором. На этой строке устанавливается способ отображения результатов и аналитические выражения для построения графиков. При наличии большого количества строк, не умещающихся на экране, появляется линейка прокрутки;

Delete — удаление строки спецификации вывода результатов, отмеченной курсором;

Expand — открытие дополнительного окна для ввода текста большого размера при расположении курсора в одной из граф, содержащих выражения, например Y Expression;

Stepping — открытие диалогового окна задания вариации параметров;

Properties –– открывается окно, в котором определяются дополнительные параметры графиков: типы линий, форматы чисел, масштабы, цвета, сохранение на диск и т.п.

Help — вызов раздела DC Analysis системы помощи.

 Числовые параметры:

Variable 1 — определение параметров основной изменяемой переменной величины (источника постоянного напряжения или тока, температуры, параметра модели):

Method – в данном поле выбирается один из четырёх методов изменения значения основной переменной величины:

Auto — автоматический выбор шага изменения параметра таким образом, чтобы это изменение при переходе от одной точки к другой было меньше значения, заданного в поле Maximum change, % (см. ниже);

Linear — расчёт с постоянным линейным шагом изменения параметра;

Log — расчёт с постоянным шагом в логарифмическм масштабе;

List — расчёт выполняется при значениях параметра, заданного в поле Range в формате <v1>[, <v2>[, <v3>[, ...[,<vn>]]]], где <v1>, <v2>, ...,<vn> – требуемые значения праметра (напряжения или тока);

Name – в этом поле задаётся название основной изменяемой переменной величины: источник постоянного напряжения или тока, температура, параметр модели;

Range – в этом поле задаются пределы изменения основного переменной величины. Формат задания зависит от выбора в поле Method. Например, при выборе метода Linear формат записи Final,lnitial[,MaxStep]]. Первые два параметра задают конечное и начальное значение его величины, а третий — максимальный шаг изменения. Фактический шаг изменения может быть меньше, чтобы удовлетворить задаваемому ниже требованию Maximum change. Если опустить параметр MaxStep, то шаг изменения будет полностью определяться параметром Maximum change. Следуует отметить, что Variable1 использует переменный шаг изменения, a Variable 2 — постоянный;

Variable 2 — определение параметров второй изменяемой переменной величины. Имеет те же поля, что и Variable 1. Формат задания значений тот же. Если в поле Method не выбран параметр None, то для каждого значения Variable 2 строится соответствующая кривая.

Temperature — диапазон изменения температуры; формат High[,Low,Step]] (температура указывается в градусах Цельсия). При изменении температуры изменяются параметры компонентов, имеющие ненулевой температурный коэффициент ТС, а также ряд параметров полупроводниковых приборов. Если параметр Step (шаг) опущен, то анализ выполняется при двух значениях температуры: Low (минимальной) и High (максимальной). Если опущены оба параметра Low и Step, то расчет проводится при единственной температуре, равной High. Значение установленной здесь температуры может использоваться в различных выражениях, она обозначается как переменная TEMP.

Number of Points — количество точек, выводимых в таблицы, т.е. количество строк в таблице вывода результатов; минимальное значение равно 5. При выводе в таблицы применяется линейная интерполяция.

Maximum change, % — максимально допустимое приращение графика первой функции на интервале шага изменения значения основной переменной величины Variable 1 (в процентах от полной шкалы). Если график функции изменяется быстрее, то шаг приращения значения основной переменной величины автоматически уменьшается.

Опции:

Run Options — управление выдачей результатов расчетов:

Normal — результаты расчетов не сохраняются,

Save — сохранение результатов расчетов в бинарном дисковом файле <имя схемы>.DSА

Retrieve — считывание последних результатов расчета из дисковой файла <имя схемы>.DSА, созданного ранее. При этом производится построение графиков и таблиц переходных процессов, как после обычного расчета.

Auto Scale Ranges — присвоение признака автоматического масштабирования "Auto" по осям X, Y для каждого нового варианта расчетов. Если эта опция выключена, то принимаются во внимание масштабы, указанные в графах Х Range, Y Range.

Вывод результатов моделирования:

Log/Linear Scale — переключение между логарифмической и линейной шкалой по оси X. При выборе логарифмической шкалы диапазон изменения переменной должен быть положительным;

YLog/Linear Scale — переключение между логарифмической и линейной шкалой по оси Y. При выборе логарифмической шкалы диапазон изменения переменной должен быть положительным;

Color— вызов меню для выбора одного из 16 цветов окрашивания графиков. Кнопка окрашивается в выбранный цвет;

Numeric Output— при нажатии этой кнопки в текстовый выходной файл заносится таблица отсчетов функции, заданной в графе Y Expression. Запись производится в файл "<имя схемы>.DNО". Таблица просматривается в окне Numeric Output (открывается нажатием клавиши F5). Количество отсчетов функции (число строк в таблице) задается параметром Number of Points в разделе Числовые параметры;

Plot Group — в графе Р числом от 1 до 9 указывается номер графического окна, в котором должна быть построена данная функция. Все функции, помеченные одним и тем же номером, выводятся в одном окне. Если это поле пусто, график функции не строится.

Выражения:

Х Expression — имя переменной, откладываемой по оси X. Обычно при анализе переходных процессов по этой оси откладывается частота (переменная F), однако это не обязательно. Так, при расчете импульсной характеристики с помощью преобразования Фурье по этой оси откладывается время (переменная Т), а при построении годографа для анализа устойчивости по методу Найквиста — действительная часть комплексного напряжения;

Y Expression — математическое выражение для переменной, откладываемой по оси Y. Это может быть простая переменная типа напряжения в узле V(5), падения напряжения на двухполюсном компоненте V(L1), тока ветви I(2,3), I(L1), произведение комплексных величин V(VCC)*I(VCC) и другие выражения. Для расчета уровня внутреннего шума в графе Y Expression помещают имена переменных ONOISE, INOISE; при этом графики других переменных одновременно выводить на экран нельзя

Х Range — максимальное и минимальное значение переменной Х на графике по формату High[,Low]. Если минимальное значение Low равно нулю, его можно не указывать. Для автоматического выбора диапазона переменных в этой графе указывается Auto. В этом случае сначала выполняется моделирование, в процессе которого графики строятся в стандартном масштабе и затем автоматически перестраиваются;

Y Range — максимальное и минимальное значение переменной Y на графике по формату High[,Low]. Если минимальное значение равно нулю, его можно не указывать. Для автоматического выбора диапазона переменных в этой графе указывается Auto.